KR101367092B1

KR101367092B1 - 내장형 안테나 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101367092B1
Application number: KR1020110048731A
Authority: KR
Inventors: 이영일
Original assignee: 주식회사 아모그린텍
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2014-02-24
Also published as: KR20120130636A

Abstract

본 발명의 내장형 안테나는 접착층이 구비된 커버 필름과, 상기 접착층에 전사되는 안테나 패턴과, 상기 접착층에 부착되는 접착 테이프로 구성되어, 제조공정을 단축할 수 있고 제조비용을 줄일 수 있으며, 안테나의 두께를 대폭 줄일 수 있다.

Description

내장형 안테나 및 그 제조방법{INTERNAL ANTENNA AND MANUFACTUING METHOD THEREOF}

본 발명은 전자기기에 사용되는 내장형 안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전사방식을 이용하여 안테나 패턴을 형성하는 내장형 안테나 및 그 제조방법에 관한 것이다.

현재 통신기술의 급속한 발전으로 셀룰러, PCS, PHS 등 다양한 종류의 이동통신 서비스가 시행되고있다. 이동통신 단말기는 소형화, 다기능화, 경량화 및 저전력화를 목표로 발전되고 있다. 이러한 추세는 이동통신 단말기의 주요부품 중의 하나인 안테나에서도 동일하게 요구되고 있다.

이동통신 단말기에서의 안테나는 신호 입출력의 처음과 끝을 담당하며 통화품질을 결정하는 핵심부품으로서의 역할을 담당하고 있다.

이동통신 단말기용 안테나는 크게 내장형과 외장형으로 구분할 수 있다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 외장형 안테나는, 이동통신 단말기 외부에 돌출되도록 설치된 것으로, 여러 다양한 형태로 적용되고 있다.

이러한 안테나는 높은 이득을 얻을 수 있는 장점이 있으나, 무지향성으로 인해 유해기준인 SAR 특성이 좋지 않다. 또한, 외부에 돌출되는 그 형태로 인하여, 단말기의 외관을 해치고 부피를 많이 차지하게 되는 문제점이 발생하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 안테나의 베이스전체로 고유전체를 사용하여 안테나 방사소자의 전기적인 길이를 증가시키는 방식으로 안테나를 소형화하고, 단말기 내부 인쇄회로기판에 장착이 가능한 내장형 안테나의 채용이 점차 늘어나고 있다.

현재 이동통신 단말기에 사용된 내장형 안테나로는 역F구조의 평판 안테나, 적층형 칩 안테나, 몰딩형 칩 안테나, 밴드 와이어 칩 안테나(Bended Wire Chip Antenna) 등이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 내장형 안테나의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 내장형 안테나는 베이스 기판(100)의 일면에 안테나 패턴(110)이 형성되는 것으로, 절연 재질의 베이스 기판(100)과, 베이스 기판(100)의 일면에 패터닝되는 안테나 패턴(110)과, 안테나 패턴(110)의 표면에 접착되어 안테나 패턴(110)을 보호하는 제1보호커버(130)와, 베이스 기판(100)의 타면에 적층되어 안테나의 강도를 유지하도록 하는 보강층(150)과 보강층(150)에 적층되어 전자기기에 안테나를 부착하기 위한 접착 테이프(140)로 구성된다.

보호커버(130)에는 안테나 패턴(110)에 부착되기 위한 접착층(180)이 형성된다.

하지만, 이와 같은 종래의 내장형 안테나는 안테나 패턴을 형성하기 위해 적층되는 층수가 증가하게 되어 제조공정이 복잡해지고 이에 따라 제조비용이 증가되는 문제가 있다.

또한, 종래의 내장형 안테나는 적층되는 층수가 많아짐에 따라 그 만큼 두께가 두꺼워지고, 이에 따라 슬림화 추세의 휴대 전자기기에 적절하게 대응하지 못하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 전사 방식을 이용하여 안테나 패턴을 형성함에 의해 제조공정을 단순화할 수 있고 이에 따라 제조비용을 줄일 수 있는 내장형 안테나 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전사 방식을 이용하여 안테나 패턴을 형성함에 의해 층수를 대폭 감소시킬 수 있고 이에 따라 안테나의 두께를 줄일 수 있어 슬립화되는 휴대 전자기기에 적용하기 적합한 내장형 안테나 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 내장형 안테나는 접착층이 구비된 커버 필름과, 상기 접착층에 전사되는 안테나 패턴과, 상기 접착층에 부착되는 접착 테이프를 포함한다.

일 실시예에 따른 안테나 패턴은 전도성 잉크에 의해 기판의 표면에 패터닝되는 시드층과, 상기 시드층의 표면에 도금되는 도금층을 포함한다.

일 실시예에 따른 접착 테이프에는 페라이트 필름이 부착되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 안테나 패턴은 접착층 내부에 매몰되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 내장형 안테나 제조방법은 커버필름이 부착된 접착층에 안테나 패턴을 전사하는 단계와, 상기 접착층에 접착 테이프를 부착하는 단계와, 상기 접착 테이프에 페라이트 필름을 부착하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따른 안테나 패턴을 전사하는 단계는 기판의 표면에 안테나 패턴을 형성하는 단계와, 상기 안테나 패턴을 접착층에 접착시키는 단계와, 상기 안테나 패턴과 기판 사이를 분리하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따른 기판에 안테나 패턴을 형성하는 단계는 기판의 표면에 전도성 잉크를 사용하여 패턴을 형성하고 상기 패턴을 열처리하여 시드층을 만드는 단계와, 상기 시드층의 표면에 동 도금에 의해 도금층을 형성하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따른 안테나 패턴과 기판 사이를 분리하는 단계는 상기 접착층과 안테나 패턴 사이의 접착력을 상기 기판과 안테나 패턴 사이의 접착력에 비해 강하게 하여 기판을 커버 필름에서 분리하면 접착층에 안테나 패턴이 접착되도록 하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 내장형 안테나는 베이스 필름의 일면에 안테나 패턴을 전사 방식으로 부착함으로서, 제조공정을 단순화하여 제조비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 전사 방식으로 안테나 패턴을 베이스 필름에 부착함으로써, 안테나의 두께를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 슬림화되는 전자기기에 적용하기 적합한 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 내장형 안테나의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내장형 안테나의 단면도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내장형 안테나의 제조공정을 순서대로 나타낸 단면도들이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 내장형 안테나 및 그 제조방법을 상세히 기술하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내장형 안테나의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 내장형 안테나는 일면에 접착층(10)이 구비되는 커버 필름(30)과, 커버 필름(30)의 접착층(10)에 전사되는 안테나 패턴(20)과, 접착층(10)에 부착되어 안테나를 전자기기 내부에 부착시키는 접착 테이프(40)를 포함한다.

커버 필름(30)은 안테나 패턴(20)이 전사되는 베이스 기판 역할을 함과 아울러 안테나 패턴(20)을 보호하는 보호 커버 역할을 한다.

그리고, 접착층(10)은 상온에서는 고체 상태를 유지하다가 설정된 열을 가하면 용융되는 접착제가 사용되는 것이 바람직하고, 커버 필름(30)에 안테나 패턴(20)을 전사하면 안테나 패턴(20)은 접착층(10) 내부에 매몰된 상태로 된다.

그리고, 접착 테이프(40)는 상온에서 접착력을 발휘할 수 있는 양면 테이프가 사용되는 것이 바람직하다. 접착 테이프(40)에는 마그네틱 물질인 페라이트 필름(42)이 부착된다. 페라이트 필름(42)은 투자율이 매우 높은 물질로서 이를 사용함으로 안테나의 크기를 더욱 작게 축소할 수 있다.

즉, 페라이트 필름(42)을 부착함으로써, 높은 유전율을 뿐만 아니라 높은 투자율도 갖게 함으로써 파장의 길이를 최소화하여 그에 따르는 안테나의 크기를 더욱 축소할 수 있다.

그리고, 페라이트 필름(42)이 안테나의 전체적인 강도를 보강하는 역할을 겸하기 때문에 별도의 보강판을 사용할 필요가 없다.

안테나 패턴(20)은 잉크젯 패터닝 방법으로 전도성 잉크가 기판의 표면에 패터닝되는 시드층(22)과, 시드층(22)의 표면에 도금되는 도금층(24)을 포함한다.

여기에서, 시드층(22)은 도금층(24)을 형성하기 위한 시드(seed)역할을 충실히 하면 되므로, 시드층(22)의 두께는 1㎛ 이하의 얇은 두께로도 충분하다.

그리고, 도금층(24)은 구리 이외에 Au, Ag, Al, Ni, Sn 등의 도전성 금속 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 도금방식을 습식 도금으로 진행된다.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 내장형 안테나의 제조 공정을 순서대로 나타낸 단면도들이다.

먼저, 기판(50)의 일면에 안테나 패턴(20)을 형성한다.

기판(50)은 투명한 유리 기판이나 플렉시블(flexible)한 플라스틱 기판 또는 불투명한 절연 기판 예를 들면, 폴리아미드 필름(polyimide film) 등으로 형성된다. 여기서, 기판(50)의 두께는 8㎛ ~ 1mm가 바람직하다.

안테나 패턴(20)은 기판(50)의 표면에 잉크젯 인쇄 방식으로 패터닝되는 시드층(22)과, 시드층(22)의 표면에 도금되는 도금층(24)을 포함한다.

먼저, 시드층(22)을 패터닝하는 과정을 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(50) 위에 금속 나노 입자 일 예로, 은 나노 입자로 이루어진 전자잉크(52)가 인쇄 헤드(54)에서 배출되어 기판(50)상에 소정의 패턴으로 적층되어 잉크젯 패터닝이 이루어진다.

이때, 전자잉크(52)의 적층두께(즉, 추후에 시드 금속층으로 될 시드층(22)의 두께)는 노즐의 개구의 크기, 밸브의 개폐정도, 전자잉크(52)의 점도, 인쇄 헤드(54)의 진행속도 등에 의해 결정된다. 이러한 요소들을 적절하게 제어함으로써 원하는 두께 또는 크기의 시드층(22)을 형성한다. 여기서, 시드층(22)은 추후에 도금을 위한 시드(seed)역할을 충실히 하면 되므로, 시드층(22)의 두께는 1㎛ 이하의 얇은 두께이면 충분하다.

그리고, 시드층(22) 내의 솔벤트 성분 제거 및 나노 금속 분말의 소결을 위해 큐어링을 실시한다. 큐어링은 통상적으로 200℃ 미만에서 상기 패턴화된 시드층(22)을 가열하거나 광을 조사함으로써 이루어지는데, 이때 인가되는 열이나 광의 양은 시드층(22)내의 전자 잉크의 점도 또는 적층된 시드층(22)의 두께 등에 의해 결정된다. 큐어링에 의해 시드층(22)은 솔벤트 성분이 제거된 채로 기판(50) 상에 부착되고, 이때, 시드층(22)은 도금을 위한 시드 금속층이 된다.

도금층(24)은 도 4에 도시된 바와 같이, 시드층(22)의 표면에 감싸지게 동 도금된다. 즉, 시드층(22)은 기판(50)의 부착된 일면을 제외한 양측면 및 상면이 도금층으로 감싸지게 된다.

도금층(24)은 예를 들면 구리 도금층으로 형성된다. 여기에서, 도금층(24)은 구리 이외에도 Au, Ag, Al, Ni, Sn 등의 도전성 금속 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 도금방식은 습식 도금으로 진행된다.

또한, 시드층(22)을 형성한 후에 시드층(22)들 사이에 포토레지스트와 같은 감광막을 패터닝하여도 된다. 감광막은 보다 정밀한 패턴 구현을 위해 도금층(24)이 시드층(22) 상에서 옆으로 성장하는 것을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 상기 감광막의 두께는 시드층(22)의 두께보다 두껍고 도금층(24)의 두께보다 두껍거나 같게 하는 것이 바람직하다.

그리고, 감광막 영역을 제외한 시드층(22)의 표면에 도금층(24)을 소정 두께 및 크기로 도금한 후에 감광막을 제거하면 된다.

기판(50)의 표면에 안테나 패턴(20)을 형성하는 과정이 완료되면, 커버 필름(30)에 안테나 패턴(20)을 전사시킨다.

커버 필름(30)에 안테나 패턴(20)을 전사시키는 과정을 살펴보면, 먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(50)에 부착된 안테나 패턴(20)의 표면에 커버 필름(30)에 부착된 접착층(10)을 접촉시킨다.

그런 후, 접착층(10)의 일면에 설정된 열을 가하면서 가압해주면 접착층(10)에 안테나 패턴(20)이 접착된다.

이때, 안테나 패턴(20)은 가압해주는 힘에 의해 접착층(10) 내부에 매몰된 상태로 배치된다.

이러한 상태에서, 기판(50)을 분리하면 도 6에 도시된 바와 같이, 안테나 패턴(20)이 접착층(10)에 전사된다.

즉, 접착층(10)에 안테나 패턴(20)을 접착시킨 후 기판(50)을 분리하면, 안테나 패턴(20)과 기판(50) 사이의 부착력에 비해 안테나 패턴(20)과 접착층(10) 사이의 접착력이 강하기 때문에 안테나 패턴(20)이 기판(50)에서 분리되어 접착층(10)에 접착된다.

여기에서, 접착층(10)은 상온에서는 고체 상태를 유지하고 설정된 열을 가하면 융융되면서 접착력이 발생되는 접착제가 사용되는 것이 바람직하다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 접착층(10)의 일면에 접착 테이프(40)를 부착한다.

여기에서, 접착 테이프(40)는 양면 테이프가 사용되는 것이 좋으며, 접착 테이프(40)에는 페라이트 필름(42)이 부착된다.

즉, 페라이트 필름(42)을 부착함으로써, 높은 유전율을 뿐만 아니라 높은 투자율도 갖게 하여 파장의 길이를 최소화하여 그에 따르는 안테나의 크기를 축소할 수 있다.

이와 같은 일 실시예에 따른 내장형 안테나는 접착층(10)에 전사 방식을 이용하여 안테나 패턴(20)을 형성함으로써, 제조공정을 단순화할 수 있고 제조비용을 줄일 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 내장형 안테나는 접착층(10)에 전사 방식을 이용하여 안테나 패턴(20)을 형성함에 의해 층수를 대폭 감소시킬 수 있고 이에 따라 안테나의 두께를 줄일 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10: 접착시트 20: 안테나 패턴
22: 시드층 24: 도금층
30: 커버 필름 40: 접착 테이프
42: 페라이트 필름

Claims

접착층이 구비된 커버 필름;
상기 접착층에 전사되는 안테나 패턴; 및
상기 접착층에 부착되는 접착 테이프를 포함하고,
상기 안테나 패턴은 전도성 잉크에 의해 기판의 표면에 패터닝되는 시드층과, 상기 시드층의 표면에 도금되는 도금층을 포함하는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.
삭제
제1항에 있어서,
상기 접착 테이프에는 페라이트 필름이 부착되는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.
제1항에 있어서,
상기 안테나 패턴은 접착층 내부에 매몰되는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나.
커버필름이 부착된 접착층에 안테나 패턴을 전사하는 단계;
상기 접착층에 접착 테이프를 부착하는 단계; 및
상기 접착 테이프에 페라이트 필름을 부착하는 단계를 포함하고,
상기 안테나 패턴을 전사하는 단계는 기판의 표면에 안테나 패턴을 형성하는 단계;
상기 안테나 패턴을 접착층에 접착시키는 단계; 및
상기 안테나 패턴과 기판 사이를 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나 제조방법.
삭제
제5항에 있어서,
상기 기판에 안테나 패턴을 형성하는 단계는 기판의 표면에 전도성 잉크를 사용하여 패턴을 형성하고 상기 패턴을 열처리하여 시드층을 만드는 단계; 및
상기 시드층의 표면에 동 도금에 의해 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 내장형 안테나 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 안테나 패턴과 기판 사이를 분리하는 단계는 상기 접착층과 안테나 패턴 사이의 접착력을 상기 기판과 안테나 패턴 사이의 접착력에 비해 강하게 하여 기판을 커버 필름에서 분리하면 접착층에 안테나 패턴이 접착되도록 하는 것을 특징으로 하는 내장형 안테나 제조방법.